*информация размещена в ознакомительных целях, чтобы поблагодарить нас, поделитесь ссылкой на страницу с друзьями. Вы можете прислать интересный нашим читателям материал. Мы будем рады ответить на все ваши вопросы и предложения, а также услышать критику и пожелания по адресу [email protected]
В современных механических установках для передачи и изменения крутящего момента и угловой скорости от двигателя к другим вращающимся частям осуществляется при помощи редуктора. Он выполняется в едином корпусе, либо в нескольких. Для различных целей и сфер применения они выпускаются в стандартных корпусах с готовыми типоразмерами и креплениями. Основное отличие состоит в конструктивном исполнении. К одним из них относится редуктор с червячной передачей. В качестве дополнения к материалу, вас может заинтересовать установка опор , узнайте об этом подробнее на сайте http://energo-com.com/.
Передача крутящего момента в червячном редукторе осуществляется при помощи червяка, представляющего собой вал с витками особой формы, который, вращаясь в заданном направлении, передает усилие на червячное колесо, находящееся с ним в зацеплении, и также начинает вращаться. Ведущая и ведомая оси находятся под прямым углом. Червячная шестерня сконструирована таким образом, чтобы шаг резьбы червя совпадал с формой и шагом зубов, которые располагаются под определенным углом к основной оси, и не стопорилась работа всего механизма.
Материалом для их изготовления червячного вала служат углеродистые стали, либо легированные, подвергаемые специальной термообработке. Это позволяет обеспечить максимальную прочность и значительно снизить хрупкость механизма. Зубчатые колеса отливают из бронзы или чугуна.
Типы червячных редукторов
В промышленности и производстве применяют различные типы червячных редукторов, отличающихся по форме, количеству ступеней, передаточному числу, которые влияют на количество оборотов и передаваемой мощности. Они характеризуются такими параметрами: крутящий момент, диаметрами входных и выходных валов, межосевым расстоянием, размерами и общим весом. Подобрать подходящий тип редуктора не составит труда, так как ООО «Промышленная биржа» имеет значительный ассортимент продукции и предоставляет удобный инструмент для подбора продукции прямо на своем сайте.
Наиболее простыми по конструкции являются одноступенчатые редукторы. Они способны передавать крутящий момент только под углом в 900. Червяк может располагаться в любом положении относительно зубчатого колеса практически без ограничений, так как на работу всего механизма это не влияет. В большинстве случаев медленновращающиеся редукторы имеют нижнее расположение червяка, чтобы обеспечивать качественную смазку посредством масляных ванн.
На высоких оборотах применяют верхнее или угловое размещение и маслоразбрызгиватели, чтобы улучшить смазку трущихся поверхностей. Для обеспечения охлаждения корпуса они снабжаются охлаждающими ребрами, позволяющие эффективно рассеивать тепло. При стандартных условиях эксплуатации непрерывная работа редуктора может составлять около 12 часов, после которых может наступить перегрев. Одноступенчатый редуктор способен передать усилие в сотни и тысячи раз больше от исходного, в зависимости от скорости вращения.
При его работе создается минимум шума, обеспечивается высокая плавность хода, а также самоторможение при остановке передачи усилия на первичный вал. Редукторы применяются в основном в подъемниках, коробках передач и рулевых механизмах, а также в других агрегатах, где требуется плавная передача, высокие значения передаточных чисел и исключены частые остановки в работе.
Вторым вариантом червячной передачи является двухступенчатая. В ней реализовано отношение разности межосевых расстояний ступени с малыми оборотами к аналогичным расстояниям скоростной ступени равное двум. Это позволяет обеспечить одинаковую прочность двух червячных зацеплений и значительно увеличить передаточное число, а соответственно и мощность. Конструктивно такой редуктор состоит из ведущего вала, находящегося в зацеплении с зубчатой шестерней, посредством которой передается усилие на второй червячный вал.
Смазка механизма осуществляется погружением валов и зубчатой шестерни в масляную ванну. Также возможны и другие конструкции, которые позволяют размещать каждую передачу в отдельном корпусе с целью упрощения процедуры обслуживания. Валы могут располагаться как соосно, так и под прямым углом. Как правило, двухступенчатые редукторы малооборотистые, но способны передавать вращающий момент, составляющий десятки тысяч от первоначального.
Заключение
Применение червячных редукторов позволяет получать значительные крутящие моменты с различными угловыми скоростями. Они просты в обслуживании и имеют длительный срок эксплуатации, но обладают меньшим КПД, по сравнению с другими типами редукторов, значительно нагреваются, а также у них существует незначительный люфт червячного вала, который со временем будет увеличиваться. Но несмотря на это редуктора по-прежнему актуальны и не теряют своей популярности в современных механизмах.
Введение
Качество продукции зависит от большого числа взаимосвязанных и не зависимых друг от друга факторов, имеющих как закономерный, так и случайный характер. Например, для машиностроительной продукции к числу таких факторов относят: точность оборудования; жесткость системы станок-приспособление инструмент-деталь; посторонние включения в материал заготовки; температурные колебания; квалификация обслуживающего персонала; погрешность режущего инструмента; режимы механической обработки; точность соблюдения параметров предварительной термической обработки и др.
В современном машиностроении существует большое разнообразие кинематических схем редукторов, их форм и конструкций.
Редукторы делятся на цилиндрические (оси ведущего и ведомого валов параллельны), конические (оси валов пересекаются), червячные (оси валов перекрещиваются в пространстве). Встречаются и комбинированные редукторы, представляющие сочетание зубчатых (цилиндрических и конических) и червячных передач.
По числу пар передач редукторы делятся на одноступенчатые и многоступенчатые.
Объектом данной курсовой работы является редуктор червячный одноступенчатый.
Целью курсовой работы является расширение, углубление и закрепление теоретических знаний, и применение этих знаний для проектирования технологических процессов сборки редуктора и технологических процессов изготовления детали – колесо червячное в сборе.
Характеристика и описание объекта разработки
Изделие – редуктор червячный, одноступенчатый. Редуктор состоит из чугунного литого корпуса, в котором на подшипниках качения вращаются валы с червяком и червячным колесом. Быстроходный вал выполнен заодно с червяком представляет собой вал-червяк. Червячное колесо посажено на валу на шпонку. Все валы вращаются на радиально-упорных роликовых подшипниках, поскольку осевая сила со стороны червячного зацепления довольно значительная. Подшипниковые узлы закрыты крышками с регулировочными прокладками, которые позволяют регулировать зацепление. Крышки подшипников на входном и выходном концах валов имеют резиновые уплотнения.
Корпус редуктора разъёмный и состоит из двух частей – верхней и нижней. Смачивание червячного зацепления осуществляется картерным непроточным способом – окунанием. Для этого в нижнюю часть корпуса заливается масло необходимой марки. Смазывание подшипников происходит в результате разбрызгивания масла. Уровень масла контролируется крановыми масло-указателями. На верхней крышке корпуса имеется крышка с пробкой-отдушиной, соединяющей внутреннею полость редуктора с атмосферой.
Редуктор предназначен для передачи и преобразования крутящего момента от электродвигателя через упругую втулочно-пальцевую муфту на приводной вал.
Для выполнения редуктором своего предназначения редуктор должен отвечать следующим требованиям:
1) детали должны быть точно изготовлены;
2) монтаж редуктора должен быть выполнен точно в соответствии с требованиями чертежа;
3) редуктор должен иметь высокий КПД и допускаемый уровень шума, что можно обеспечить точной сборкой зубчатых колёс.
Описание работы и служебное назначение объекта
Редуктор червячный одноступенчатый предназначен для передачи и преобразования крутящего момента от электродвигателя к валу рабочей машины.
Технические показатели редуктора:
1) Передаваемая мощность – 3,0 кВт;
2) Частота вращения входного вала – 1350 мин-1;
3) Передаточное число: редуктора – 15,5;
4) КПД редуктора – 74%;
5) Срок службы редуктора при двухсменной работе – 5 лет.
Редуктор получает вращение от электродвигателя через малоинерционную упругую муфту. При длительной работе без перерыва редуктора, температура трущихся деталей (колёс, валов и подшипников) не должна превышать 75°С, температура корпуса – 50°С. В связи с чем червяк редуктора погружается в масляную ванну. Смазывание подшипников происходит за счёт разбрызгивания.
Выбор и анализ НТД по качеству объекта разработки
Номенклатура показателей качества редукторов, обозначение и характеризуемые свойства приведены в ГОСТ 4.124-84 «Система показателей качества продукции. Редукторы, мотор - редукторы, вариаторы. Номенклатура показателей» Настоящий стандарт распространяется на редукторы, мотор - редукторы, вариаторы общемашиностроительного применения и устанавливает номенклатуру основных показателей качества, используемых при оценке уровня качества продукции.
Состоит из трех основных разделов:
1) Номенклатура показателей качества редукторов, мотор - редукторов, вариаторов.
2) Классификационные группировки редукторов, мотор - редукторов, вариаторов.
3) Применяемость показателей качества редукторов, мотор - редукторов, вариаторов.
Расчёт показателей качества
В соответствии с нормативно – технической документацией, указанной в предыдущем пункте данной курсовой работы, червячный редуктор имеет номенклатуру показателей, представленных в таблице 1.
Для достижения качественной работы передач редуктора необходимо:
1) Обеспечить кинематическую точность, т.е. согласованность углов поворота ведущего и ведомого колес передачи;
2) Обеспечить плавность работы, т.е. ограничение циклических погрешностей, многократно повторяющихся за один оборот колеса;
3) Обеспечить контакт зубьев, т.е. такое прилегание зубьев по длине и высоте, при котором, нагрузки от одного зуба к другому передаются по контактным линиям, максимально исполняющим всю активную поверхность зуба;
4) Обеспечить боковой зазор для устранения заклинивания зубьев при работе в передаче.
Таблица 1 – Показатели качества червячного редуктора
| Наименование показателя | Обозначение показателя | Наименование характеризуемого свойства | |||
| 1. Показатели назначения | |||||
| 1.1. Классификационные показатели | |||||
| 1.1.1. Номинальная частота вращения входного вала, с - № | n вх. ном | - | |||
| 1.1.2. Номинальная частота вращения выходного вала, с - № | n вых. ном | - | |||
| 1.1.3. Передаточное число | U | - | |||
| 1.2. Функциональные показатели и показатели технической эффективности | |||||
| 1.2.1. Номинальный крутящий момент на выходном валу, Нм | М вых. ном | Нагрузочная способность | |||
| 1.2.2. Допускаемая радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части входного вала, Н | F вх. | Нагрузочная способность | |||
| 1.2.3. Допускаемая радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части выходного вала, Н | F вых. | Нагрузочная способность | |||
| 1.3. Конструктивные показатели | |||||
| 1.3.1. Удельная масса, кг/Н∙м | - | Эффективность использования материала в конструкции | |||
| 1.3.2. Габаритные размеры (длина, ширина, высота), мм | L∙B∙H | - | |||
| 1.3.3. Межосевое расстояние, мм | a w | - | |||
| 1.3.4. Климатическое исполнение и категория размещения | - | Стойкость к воздействию климатических | |||
| 2. Показатели надежности | |||||
| 2.1. Показатели безотказности | |||||
| 2.1.1. Установленная безотказная наработка, ч (ГОСТ 27.002-83) | Т у | Безотказность | |||
| 2.2. Показатели долговечности | |||||
| 2.2.1. Полный средний срок службы, год (ГОСТ 27.002-83) | Т сл | Долговечность | |||
| 2.2.2. Полный установленный срок службы, год (ГОСТ 27.002-83) | Т сл. у | Долговечность | |||
| 2.2.3. Полный девяностопроцентный ресурс передач, ч (ГОСТ 27.002-83) | Т р | - | |||
| 2.3. Показатель ремонтопригодности | |||||
| 2.3.1. Удельная суммарная трудоемкость технического обслуживания, чел. – ч/ч (ГОСТ 27.002-83) | S т.о | Ремонтопригодность | |||
| 3. Показатели унификации | |||||
| 3.1. Коэффициент применяемости, % | К пр | Степень заимствования | |||
| 3.2. Коэффициент повторяемости, % | К п | Степень повторяемости | |||
| 4. Эргономические показатели | |||||
| 4. Корректированный уровень | L ра | Звуковое давление | |||
| звуковой мощности, дБА | |||||
| 5. Патентно – правововой показатель | |||||
| 5.1. Показатель патентной защиты | Р п.з. | Патентная защита | |||
| 5.2. Показатель патентной чистоты | Р п.ч. | Патентная чистота | |||
| 6. Показатель экономичного использования энергии | |||||
| 6.1. Коэффициент полезного действия, % | з | Эффективность использования энергии | |||
Для достижения поставленных целей редуктор должен иметь соответствующие единичные и комплексные показатели качества. Все показатели качества редуктора разрабатываются на такой стадии жизненного цикла изделия, как проектирование.
Обеспечение качества изделия при сборке. Выбор метода достижения качества
Обеспечение требуемого качества изделий, в том числе (и прежде всего) показателей назначения, технологичности и надежности, определяется достижением заданных параметров замыкающих звеньев размерной цепи.
Именно с этой целью выявлены размерные цепи и их уравнения, устанавливающие функциональные связи замыкающих и составляющих звеньев.
Размерные цепи отражают объективные размерные связи в конструкции машины, в технологических процессах изготовления её деталей и сборки, при измерении, возникающие в соответствии с условиями решаемых задач.
Свойства и закономерности размерных цепей отражаются системой понятий и аналитическими зависимостями, позволяющими рассчитывать номинальные размеры и обеспечивать наиболее экономичным путем точность изделий при конструировании, изготовлении, ремонте и во время эксплуатации.
Существует несколько методов достижения заданной точности исходного звена: метод полной взаимозаменяемости, вероятностный метод, метод регулирования.
Выявляем размерную цепь. Для нормальной работы в зацеплении должен оставаться зазор, который обеспечивается за точности изготовления и сборки редуктора.
Для обеспечения качества сборки необходимо соблюдать линейные размеры редуктора. Размерные цепи А, Б, В представлены на рисунке 1.
Размерная цепь Б: Б1 – соосность вала-червяка;Б2 – соосность подшипника; Б3– соосность колеса;Б4 – соосность подшипника; Б3 – межосевое расстояние.
Рисунок 1 - Размерные цепи А, Б, В
Строим схему размерной цепи В, точность замыкающего звена которой была рассчитана ранее.
Звено В8 – увеличивающее.
В1, В2, В3, В4, В5, В6, В7 – уменьшающие
Номинальные значения звеньев
В1=9мм – фланец крышки; В2=5мм – втулка; В3=30мм – подшипник;
В4=10мм – бурт вала; В5=90мм – колесо; В6=30мм – подшипник;
В7= фланец крышки; В8=198 – расстояние между торцами корпуса.
Выполняем расчёт размерной цепи В различными методами точности.
Расчёт РЦ на максимум- минимум.
Постановка задачи. Имеется РЦ, состоящая из n составляющих звеньев, причём m из них увеличивающие. Назначить допуски одного или двух соседних квалитетов на составляющие размеры, причём размер замыкающего звена должен находиться в заданном интервале, равном ТБS.
Исходя, из условия замкнутости РЦ через замыкающее звено определим его номинальное значение по формуле
(1)
Где, j=1, 2, 3 n – номера составляющих звеньев.
Допуск на зазор равен
ТВS= ВSmax-ВSmin=888–0=0,888мм
Верхнее предельное отклонение замыкающего звена ES ВS равно
ВSmax-ВS=10,888–10=0,888мм
Нижнее предельное отклонение EI ВS равно
ВSmin-ВS=10,0–10,0=0,0мм
Таким образом, значение зазора можно записать как
ммКоордината середины поля допуска ЕсВS равна
мкм
Для того чтобы допуски на составляющие размеры назначить из одного квалитета, необходимо рассчитать коэффициент точности РЦ
(2)Где, ij единица допуска интервала, в который входит j-ый размер.
Если в РЦ имеются звенья с известными допусками (например, кольца подшипников 0,120мм, формула для арасч (2) должна быть скорректирована:
В числителе допуск замыкающего звена, зависящий только от размеров, допуски на которые не известны, а в знаменателе сумма единиц допуска для этих размеров.
Сравнивая значения арасч с атаб, определяем требуемый квалитет, из которого назначаем допуски на составляющие звенья. При этом учитываем координаты полей допусков.
Назначаем допуски на составляющие размеры из 10 квалитетов, кроме размера В2.
В1=9-0,058мм; В4=10-0,058мм; В5=90-0,140мм; В7=14-0,07мм; В8=198+0,185мм
Допуски равны
ТВ1=58мкм; ТВ4=58мкм; ТВ5=140мкм; ТВ7=70мкм; ТВ8=185мкм
esВ1=-29; esВ4=-29; esВ5=-70 ecВ7=-35 ESB8=92,5
Определим допуск ТВ2 по (1).
ТBS =ТB1+ТB2+ТB3+ТB4+ТB5+ТB6+ТB7+ТB8
ТB2=ТBS-(ТB1+ТB2+ТB3+ТB4+ТB5+ТB6+ТB7+ТB8)=888–(58+58+120+120+140+70+185)=137 мкм
Из формулы
(3)
ЕсBS=ЕсB8–есB1-есB3-есB4–есB5–есB6–есB7–есB2
eсB2=-ЕсBS+ЕсB8–(есB1+есB3+есB4+есB5+есB6+есB7)=-444 +92,5-(-29-29-70-35-60-60)=0+0+0+0 =-68,5мкм
мкм(4)
мкм(5)
;ТB2=90мкм;ЕсB2=-45мкм
Проверочный расчёт РЦ на максимум-минимум:
Номинальное значение замыкающего звена равно:
BS=B8–B1–B2–B3–B4–B5–B6–B7=198-9-30-10-90-10-30-14=5мм
ТBS=ТB1+ТB2+ТB3+ТB4+ТB5+ТB6+ТB7+ТB8=58+90+120+58+140+120+70+185=841мкм
мкм(7)
ВSmax=ВS+ESВS=5+0,881=5,881мм
ВSmin=ВS+EI ВS=0–0,0=0,0мм
Результаты сводим в таблицу 2
Таблица 2 - Данные для расчета размерной цепи
| Размер | В1 | В2 | В3 | В4 | В5 | В6 | В7 | В8 | ВS |
| Номинальное значение, мм | 9 | 5 | 30 | 10 | 90 | 30 | 14 | 198 | 10 |
| Ec (ec) | -29 | -45 | -60 | -29 | -70 | -60 | -35 | 92,5 | 420,5 |
| ES (es) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 185 | 841 |
| EI (ei) | -58 | -90 | -120 | -58 | -140 | -120 | -70 | 0 | 0 |
Проверка показала, что назначенные предельные отклонения составляющих звеньев обеспечивают требуемую точность замыкающего звена, однако принадлежность их квалитету IT10 делает изготовление деталей экономически не выгодным.
Расчёт размерных цепей вероятностным методом
Имеем ту же размерную цепь, состоящую из n составляющих звеньев, причём m из них увеличивающие. Необходимо назначить более экономичные, чем в первом случае расширенные допуски одного или двух соседних квалитетов на составляющие размеры. Размер замыкающего звена должен находиться в заданном интервале, равном ТБS, причём имеется заранее известный процент риска выхода размера замыкающего звена за границы этого интервала.
(8)
Где,t коэффициент риска, определяемый по принятому проценту риска. При нормальном распределении размеров замыкающего звена
lj – коэффициент относительного рассеяния. При нормальном законе распределения
Назначаем допуски на составляющие размеры из 11 квалитета, кроме размера В2.
В1=9-0,09мм; В4=10-0,09мм; В5=90-0,22мм; В7=14-0,11мм; В8=198+0,290мм
Допуски равны
ТВ1=90мкм; ТВ4=90мкм; ТВ5=220мкм; ТВ7=110 мкм; ТВ8=290мкм
Координаты середин полей допусков равны, (мкм)
esВ1=-45мкм; esВ4=-45мкм; esВ5=-110мкм ecВ7=-55мкм
Определим допуск ТБ5 из уравнения
(9)
После преобразования и подстановки
Откуда имеем
Определим координату середины поля допуска размера
eсB2=-ЕсBS+ЕсB8–(есB1+есB3+есB4+есB5+есB6+есB7)=-444+145-(-45-45-110-55-60-60)=0+0+0+0=76мкм
Определим предельные отклонения размера B2 по формулам
мкм(4)
мкм(5)
Допуск на межосевое расстояние будет иметь вид.
; ТB2=150мкм;ЕсB2=-75мкм
Проверочный расчёт РЦ вероятностным методом
Допуск замыкающего звена
мкмЗначения нижнего и верхнего предельных отклонений замыкающего звена равны:
мкм(6) мкмНаибольший и наименьший зазоры равны:
ВSmax=ВS+ESВS=10+0,817=10,817мкм
ВSmin=ВS+EIВS=100,373=10,373мкм
Результаты сводим в таблицу 3
Таблица 3 - Данные для расчета размерной цепи
| Размер | В1 | В2 | В3 | В4 | В5 | В6 | В7 | В8 | ВS |
| Номинальное значение, мм | 9 | 5 | 30 | 10 | 90 | 30 | 14 | 198 | 10 |
| Ec (ec) | -45 | 75 | -60 | -45 | -110 | -60 | -55 | 145 | 420,5 |
| ES (es) | 0 | 150 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 290 | 595 |
| EI (ei) | -90 | 0 | -120 | -90 | -22 | -120 | -110 | 0 | 373 |
Проверка показала, что назначенные предельные отклонения составляющих звеньев обеспечивают требуемую точность замыкающего звена, и принадлежность их квалитету IT11 экономически более целесообразно, чем IT10.
Расчёт размерных цепей методом компенсаторов.
Под методом регулирования понимают такой расчёт размерных цепей, при котором предписанная точность исходного (замыкающего) звена достигается преднамеренным изменением (регулированием) величины одного из заранее выбранных составляющих размеров, называемого компенсирующим. Роль компенсатора обычно выполняет специальное звено в виде прокладки, регулируемого упора, клина или втулки. При этом по всем остальным размерам цепи детали обрабатывают по расширенным допускам, экономически приемлемых для данных производственных условий. Недостатком такого расчёта является усложнение конструкции. Примером компенсатора может являться набор сменных прокладок, вводимых в сборочную размерную цепь.
Назначаем расширенные допуски на составляющие звенья по IT12
В1=9-0,15мм; В4=10-0,15мм; В5=90-0,35мм; В7=14-0,18мм; В8=198+0,460мм
Допуски равны
ТВ1=150мкм; ТВ4=150мкм; ТВ5=350мкм; ТВ7=180мкм; ТВ8=460мкм
Координаты середин полей допусков равны, (мкм)
esВ1=-75мкм; esВ4=-75мкм; esВ5=-175мкмecВ7=-90мкм
ESB8 = 230 мкм
Звено В2 (втулка) – компенсатор.
Диапазон компенсации
мкм(9)Для Бk уменьшающего координата середины поля допуска
ЕсВ8-есВ1-есВ3-есВ4–есВ5-есВ6–есВ7-сВS=230-(-75-75-175-90-60-60)-444=321мкм
Предельные отклонения Бk
мкм (10)
мкм(11)
принимаем 
Предельные отклонения
мкмОтклонения найдены, верно.
Рассчитаем число и толщину прокладок. Размер Вkmin можно принять за толщину постоянной прокладки Sпост = 5,0 мм. Число сменных прокладок
Принимаем n=2, тогда толщина сменных втулок
мкм » 0,35мм
Расчёт проверяем по формулам
Sпост£Вkmin
Sпост+nS³Вkmax
0+2×0,35 =0,7³0,642
Вк1=5,35+0,05мм
Вк2=5,7+0,05мм
Выбор вида и формы организации процесса сборки
Сборка является одним из заключительных этапов изготовления изделия, в котором сходятся результаты всей предшествующей работы, проделанной конструкторами и технологами по созданию изделия. Качество изделия и трудоемкость сборки во многом зависят от того, как понято конструктором и воплощено в конструкции служебное назначение изделия, как установлены нормы точности, насколько эффективны выбранные методы достижения требуемой точности изделия и как отражены эти методы в технологии изготовления изделия. Технолог, разрабатывающий технологический процесс сборки изделия, должен: отчетливо представлять задачи, для решения которых создается изделие; понимать связи, посредством которых изделие должно выполнять предписанный ему процесс; обеспечить с требуемой точностью все необходимые связи в изделии соответствующим построением технологического процесса его изготовления, предъявив требования сборки к технологии изготовления деталей и контролю их точности.
Решающим фактором выбора вида сборки является количество машин подлежащих изготовлению в единицу времени. По своему объему сборка подразделяется на общую и узловую.
Поточная сборка более производительна, сокращает цикл производства и межоперационные заделы, повышает специализацию сборщиков. А также возможность механизации и автоматизации сборочных работ. При поточной сборке перемещении от собираемого объекта от одного рабочего места к другому осуществляют:
1) Вручную
2) При помощи механических транспортирующих устройств, используемых в основном для многооперационного перемещения собираемых объектов.
3) На конвейере периодическим перемещением (пластинчатый конвейер), тележки, ведомые по рельсовому пути замкнутой цепи, в этом случае сборку проводят на конвейере в периоды его остановки.
4) На непрерывно движущемся конвейер, который перемещает изделия с такой скорости, чтобы можно было на определенных участках совершать различные сборочные операции.
Поточную сборку машин больших габаритных размеров и массы экономичнее собирать, оставляя их неподвижными и периодически перемещая бригадой рабочих от одной машины к другой. Сборка обычно проводится на неподвижных стендах. Такая форма сборки широко используется в серийном производстве.
С уменьшением количества машин подлежащих изготовлению, когда поточная сборка становится не экономичной, применяют не поточную сборку, в мелкосерийном производстве широко применяется групповая сборка, которая позволяет использовать технологические и организационные достоинства крупносерийного производства в части применения поточных методов работы сокращения трудоемкости и себестоимости сборки, использования высокопроизводительного оборудования, средств механизации и автоматизации. В групповой поточной линии оборудование располагают по технологическому маршруту сборки узлов. Группы подбираются по признакам технологической общности и серийности выпуска.
Для группы разрабатывают технологический процесс и проектируют наладки оборудования. Может производиться одновременная групповая сборка всех прикрепленных к данной сборочной позиции узлов, при ее временной наладке. При этом применяют специальные приспособления, в которые устанавливают все узлы, собираемые на данной операции.
Разработка технологической схемы сборки
Схема сборки рассматриваемого одноступенчатого цилиндрического редуктора представлена в графической части.
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора очищают и покрывают краской. Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора.
Сначала запрессовывают шпонки, затем надевают колесо и запрессовывают подшипники. В крышки закладывают масло удерживающие кольца.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Устанавливают закладные крышки. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух диагонально расположенных штифтов и затягивают болты.
Заливают в корпус масло и закрывают крышку.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытаниям на стенде.
Для нормальной работы шариковых и роликовых подшипников следует следить, чтобы вращение подвижных элементов (внутренних колец) происходило легко и свободно, с другой стороны, чтобы в подшипниках не было излишне больших зазоров. Это достигается с помощью регулировки, для чего применяют наборы тонких металлических прокладок, устанавливаемые под фланцы крышек подшипников или втулок. Необходимая толщина набора прокладок может быть составлена из тонких металлических колец.
редуктор показатель технологический схема
Разработка операционного технологического процесса сборки
Заключительным этапом технологического процесса сборки машины является нормирование сборочных работ, определение трудоемкости сборки и компоновка операций из переходов.
Установленные нормы времени на сборку отдельных сборочных единиц и машины в целом дают возможность определить трудоемкость их сборки как сумму затрат времени на выполнение отдельных переходов.
Значение трудоемкости переходов и необходимого числа рабочих дает возможность объединить переходы и тем самым сформировать операции. Каждая операция должна представлять собой законченную часть технологического процесса, выполняемую рабочим или бригадой рабочих на отдельном рабочем месте. Для определения длительности сборки машин строят циклограмму. Циклограмма позволяет вскрыть пути сокращения цикла сборки, что важно для уменьшения объема незавершенного производства.
Циклограмма сборки. Планировка участка
Циклограмма – это графическое определение последовательности выполнения операций, переходов или приёмов сборочного процесса и затрат времени на их выполнение. При построении циклограммы в вертикальной колонке построчно записывают все операции, переходы и приёмы. Степень их дифференциации зависит от уровня циклограммы.
Циклограмма сборки в соответствие со схемой сборки представлена на рис. 2
Рисунок 2 - Циклограмма сборки.
Технологический процесс изготовления детали. Характеристика и служебное назначение детали
Деталь «колесо червячное» (рисунок 3) представляет собой тело вращения и имеет габаритные размеры Ш 229 Ч 90. Деталь предназначена для приёма вращения от червяка.
Наиболее точными поверхностями детали являются:
Отверстие Ш60 Н7 с шероховатостью Ra = 1,6 мкм.
Паз b = 18 Js9 с шероховатостью Ra = 3,2 мкм.
Зубчатый венец Ш229h12 с шероховатостью зубьев Ra = 1,6 мкм.
Рисунок 3 – Колесо червячное в сборе
Каждому элементу детали назначаем порядковый номер и технические требования согласно рабочему чертежу и заносим в таблицу 4.
Конструкция детали «колесо червячное» - сборное, поэтому на предварительном этапе заготовку ступицы для детали можно предложить полученную штамповкой на горизонтально-ковочных машинах. Бронзовый венец получают отливкой. После запрессовки венца на ступицу деталь обрабатывается.
Таблица 4 - Анализ конструкции зубчатого колеса
| Наименование поверхности, размер | Точность |
Шероховатость поверх., Ra, |
Назначение поверх | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Отверстие |
H7 | 1,6 | Конструкторская |
| 2 | Паз b = 18 мм | Js9 | 3,2 | конструкторская |
| 3 | Торец | h 12 | 2,5 | конструкторская |
| 4 | торец | h 14 | 6,3 | свободная |
| 5 | выемка | Н14 | 6,3 | свободная |
| 6 | Венец зубчатый |
h 8 | 1,6 | конструкторская |
| 7 | торец | h 14 | 6,3 | свободная |
| 8 | Наружный диаметр | Н14 | 6,3 | свободная |
| 9 | Торец | h 12 | 2,5 | конструкторская |
| 10 | Фаска, 1,6Ч45є | h 14 | 6,3 | свободная |
| 11 | Фаска, 3,0Ч45є | h 14 | 6,3 | свободная |
Деталь обладает достаточной жёсткостью, так как отношение её длины к диаметру менее 10,
Конструкторская жёсткость детали позволяет обрабатывать ее, используя обычные режимы резания, а также нет необходимости для применения устройств (люнетов), служащих для увеличения жёсткости системы обработки.
Все поверхности детали открыты для её обработки резанием и позволяют применять стандартные режущие инструменты. В целом конструкция детали технологична и при создании необходимых условий обработки, трудностей при её изготовлении не возникнет.
Показатели качества детали
Колесо червячное предназначено для передачи и преображения крутящего момента, для этого на его внешнем диаметре нарезаны зубья. Для передачи крутящего момента предназначен шпоночный паз. Для нормальной работы червячное колесо должно плотно сидеть на валу, поэтому его внутренний диаметр выполнен по посадке Æ60Н7, что достигается шлифовкой. Чтобы колесо легко собиралось, необходимо обеспечить следующие требования, предъявляемые к шпоночному пазу: допуск симметричности 0,016 мкм, допуск параллельности 0,028мкм относительно оси отверстия.
Точность остальных размеров находится в пределах 14 квалитета точности. Шероховатость шпоночного паза составляет Ra=3,2мкм и может быть обеспечена во время протягивания. Шероховатость оставшихся поверхностей Ra=6,3мкм и не требует чистовых и доводочных операций.
Выбор заготовки и способа её изготовления
Определяем коды материала, серийности производства, конструктивной формы и массы заготовки.
1) Материал. По табл. 3.1 для Стали 45 определяем код – 6 (легированные стали).
2) По табл. 3.3 – серийность
Вид заготовки – штамповка, поковка
Масса – 6,1 кг
Годовая программа выпуска – 2500 шт.
3) Определяем конструктивную форму по чертежу по табл. 3.2 – код 3: детали типа дисков.
4) По табл. 3.4 определяем код массы – 4.
Имеем следующие обозначение заготовки 6-3-3-4
7 – штамповка на молотах и прессах;
8 – штамповка на горизонтально-ковочных машинах;
9 – Свободная ковка.
Методы получения заготовок:
1) Штамповка на молотах или штамповка на прессах;
2) Штамповка на горизонтально-ковочных машинах;
3) Свободная ковка.
Штамповка на молотах и прессах
Масса заготовки
кг
где Квт =0,8 (табл. 3.5 ), Gд = 6,5 кг
рубЦ1 = 463 руб, Ц2 = 446 руб, М1= 5,65 кг, М2 = 8,5 кг (табл. 3.4 )
Стоимость заготовки
руб.Кто=25 для нормализации, Кт=1,0; Кс= 1,3 (табл. 3.9 )
Штамповка на горизонтально-ковочных машинах
Масса заготовки
кг
где Квт =0,85 (табл. 3.1 ), Gд = 6,5 кг
Базовая стоимость 1 т заготовок
рубЦ1 = 463 руб, Ц2 = 446 руб, М1= 5,65 кг, М2 = 8,5 кг (табл. 3.4)
Стоимость заготовки
руб.Кто=25 для нормализации, Кт = 1,0; Кс = 1,0 (табл. 3.9 )
Свободная ковка
Масса заготовки
кг
где Квт =0,6 (табл. 1), Gд = 6,5 кг
Базовая стоимость 1 т заготовок
Ц1 = 424 руб, Ц2 = 387 руб, М1= 5,65 кг, М2 = 10 кг (табл. 3.4 )
Стоимость заготовки
руб.Кто = 25 для нормализации, Кт = 1,0; Кс = 1,0 (табл. 3.9 )
Выбираем получение заготовок на горизонтально-ковочных машинах, Сзаг = 13,46 руб
Определение типа производства
Согласно ГОСТ 3.1108-74 ЕСТД и ГОСТ 14.004-74 ЕСТД одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций Кз.о.
Коэффициент Кз.о показывает отношение числа всех операций, выполняемых в цехе в течение месяца, к числу рабочих мест, т.е. характеризует число операций, приходящихся в среднем на одно рабочее место в месяц, или степень специализации рабочих мест.
При Кз.о £ 1 производство является массовым
1£Кз.о £ 10 – крупносерийным;
10£Кз.о £ 20 - среднесерийным;
20£Кз.о £ 40 – мелкосерийным.
В единичном производстве Кз.о не регламентируется.
Упрощёно, тип производства можно определить по массе детали и годовой программе выпуска. При массе 6,5 кг и годовой программе выпуска 2500 штук в год тип производства – средне-серийное.
Разработка маршрутного технологического процесса. Выбор общих технологических баз
Для детали колесо червячное в собре выбираем следующие технологические базы: установочная (1, 2, 3), двойная опорная (4, 5), опорная (6) (рисунок 4). Такое базирование обеспечит заданную точность в процессе изготовления детали и будет обеспечена при базировании на оправке и в мембранном патроне при шлифовании внутреннего диаметра колеса. Для первой операции выбираем базирование в центровой оправке.
Рисунок 4 – Схема базирования колеса червячного в сборе
Разработка последовательности выполнения операций
Разработка последовательности выполнения операций – это, так называемый, маршрут обработки заготовки, который представлен в таблице 5.
Таблица 5 - Технологические схемы обработки
Наименование поверхности |
Технологические переходы |
Требуемые параметры |
||
| IT | Ra | |||
| 1 | Зубчатая поверхность, D = 229 |
Точение черновое Точение чистовое Фрезерование зубьев Обкатывание зубьев |
||
| 2 | Торец | Без обработки | Н14 | 6,3 |
| 3 | Выемки | Без обработки | Н14 | 6,3 |
| 4 | Внешний диаметр Æ 90 | Без обработки | Н14 | 6,3 |
| 5 | Торец L= 90 | Точение однократное | h12 | 2,5 |
| 6 | Фаска 1,6 ´ 45° | Точение однократное | h14 | 6,3 |
| 7 | Шпоночный паз |
протягивание | Js9 | 3,2 |
| 8 | Внутренняя цилиндрическая поверхность, D = 60 |
Зенкерование черновое Зенкерование чистовое Протягивание Шлифование черновое Шлифование чистовое |
||
| 9 | Торец | Без обработки | ||
| 10 | Торец L= 90 | Точение однократное | h14 | 6,3 |
| 11 | Торец L= 70 | Точение однократное | h12 | 2,5 |
Проектирование операционного технологического процесса. Выбор оборудования и СТО
Оборудование и их технические характеристики представлены в таблице 6.
Таблица 6 – Технологическое оборудование
| Наименование операции | Модель станка |
| Токарная | Токарно-винторезный станок модели 16К20 Параметры: Наибольший диаметр обрабатываемого прутка 400 мм Наибольшая длина подачи прутка 1000 мм Частота вращения шпинделя 12.5 – 1600 об/мин Продольная подача револьверного суппорта 0.05 – 2.8 мм/об Мощность эл. двигателя привода главного движения 11 КВт |
| Протяжная | Горизонтально - протяжной станок модели 7Б510 Параметры: Номинальное тяговое усилие 10000 кг-с Длинна рабочего хода ползуна 1250 мм Диаметр отверстия под планшайбу в опорной плите 150 мм Размер передней опорной плиты 420 мм Пределы рабочей скорости протягивания 1¸9 м/мин Мощность главного электродвигателя 17 кВт КПД станка 0,9 |
Внутришлифо- |
Внутришлифовальный станок модели 3К225В Параметры: Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки диаметр 200 мм длина 50 мм Диаметр шлифуемых отверстий 3-25 мм Наибольший ход стола 320 мм Частота вращения шпинделя заготовки 280 – 2000 об/мин Частота вращения шпинделя шлиф. круга 20000 об/мин Мощность электродвигателя привода главного движения |
| Зубофрезерная | Зубофрезерный полуавтомат модели 5304В Параметры: Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки 80 мм Наибольшие размеры нарезаемых колес: модуль 1,5 длина зуба прямозубых колес 100 мм Частота вращения шпинделя инструмента 1600 об/мин Мощность электродвигателя привода главного движения 1,5 кВт |
| Зубообкотная | Зубообкатной станок модели 5П722 Параметры: Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки 320 мм Модуль обрабатываемых зубчатых колес 0,3-6 Частота вращения ведущего шпинделя 1450 об/мин Мощность электродвигателя привода главного движения 5,5 кВт |
Для обработки шестерни на различном оборудовании выбираем стандартный металлорежущий инструмент и заносим его в таблицу 7.
Таблица 7 – Металлорежущий инструмент
Формирование структуры операций и построение размерных схем
При современном уровне требований к изделиям машиностроения высокие показатели качества деталей машин, как правило, могут быть достигнуты лишь путем ряда последовательно выполняемых технологических операций. Свойства деталей формируются поэтапно – от операции к операции, поскольку для каждого способа обработки существуют возможности исправления исходных погрешностей заготовки и получения требуемых точности и качества обработанных поверхностей. Поэтому, как отмечалось ранее, при изготовлении заготовки необходимо стремиться, чтобы она по форме и размерам максимально приближалась к готовой детали. Это приводит к повышению точности и качества поверхностей готовой детали, способствует экономии материала и сокращению трудоемкости механической обработки. Для достижения поставленной задачи – обеспечения заданных показателей редуктора – следует правильно назначить припуски и допуски на заготовку рассматриваемого червячного колеса.
0,2Технологическое установочно-зажимное приспособление. Служебное назначение приспособления
Для чистовой обработки наружной поверхности и шлифования колесо надеваем на центрирующую оправку, которая обеспечит заданную точность установки.
Центровые оправки применяют для установки с центральным базовым отверстием втулок, колец, шестерён, обрабатываемых на многорезцовых шлифовальных и других станках. При обработке партии таких деталей требуется получить высокую концентричность наружных и внутренних поверхностей и заданную перпендикулярность торцов к оси детали.
Показатели качества приспособления
При базировании на центрирующей оправке на чистовых операциях и при обработке зубьев заготовка устанавливается по обработанному внутреннему диаметру, что позволяет избежать погрешностей базирования, поскольку обеспечивает взаимосвязь между зубчатой поверхностью и осью посадочного отверстия. При выбранной схеме базирования заготовки на центрирующей оправке технологическая, конструкторская база и измерительная совпадают, что приведет к отсутствию погрешности базирования.
Для оправки с тарельчатыми пружинами погрешность установки
мкм при базе в 150 ммИзнос при обработке колеса при базировании на тарельчатые пружины
Погрешность фиксации
Принципиальная схема и описание работы приспособления. Оправки и патроны с тарельчатыми пружинами применяются для центрирования и зажима по внутренней или наружной цилиндрической поверхности обрабатываемых деталей. В графической части показана центровая оправка с тарельчатыми пружинами. Оправка состоит из корпуса 7, упорного кольца 2, пакета тарельчатых пружин 6, нажимной втулки 3 и тяги 1, и гайкой 4. Оправку применяют для установки и закрепления детали 5 по внутренней цилиндрической поверхности. При закручивании гайки 4, последняя, через втулку 3, нажимает на тарельчатые пружины 6. Пружины выпрямляются, их наружный диаметр увеличивается, а внутренний уменьшается, и обрабатываемая деталь 5 центрируется и зажимается.
Заключение
В результате проделанной работы были реализованы навыки ведения самостоятельной инженерной работы, изучена методика теоретико-эксперементальных исследований технологических процессов механо-сборочного производства.
Осуществлено проектирования технологических процессов сборки редуктора червячного одноступенчатого и технологических процессов изготовления детали – колесо червячное в сборе.
Список использованных источников
1. Маталин А.А. Технология машиностроения. Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1985г. 496с.
2. Аверченков В.И., Гордиленко О.А. и др. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения. М: Машиностроение, 1988г. 192с.
3. Руцкой A.M., Шишков С.Е. и др. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения. Курск ГТУ. Курск, 2000г. 240с.
4. Справочник контролёра машиностроительного завода. Допуски, посадки, линейные измерения/ А.Н. Виноградов, Ю.А. Воробьёв, Л.Н. Воронцов. М.: Машиностроение. 1980г. 527с.
5. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 1. /А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков. М.: Машиностроение. 1986г. 656с.
6. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2. /А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков. М.: Машиностроение. 1986г. 496с.
7. Якушев А.И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. М.: Машиностроение, 1986г.
8. Допуски и посадки: Справочник под ред. Мягкова. Л.: Машиностроение, 1979г.
9. Белоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений. М., «Высшая школа», 1974г. 264с.
10. Колесов И.М. Основы технологии машиностроения: Учеб. для машиностроит. спец. вузов. – 3-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2001г. 591с.: ил.
11. ГОСТ 29285 – 92 «Редукторы и мотор – редукторы. Общие требования к методам испытаний
Накладные крышки9и стаканы10крепятся к корпусу с помощью болтов11и12. В крышках и стаканах установлены манжеты13и14. К валу червяка4винтом15крепится крыльчатка16, которая служит для охлаждения редуктора. К корпусу редуктора крепится кожух крыльчатки17. Кольцо пружинное18фиксирует червячное колесо от осевого смещения. Смазка редуктора картерная. Уровень масла контролируется маслоуказателем 19с отдушиной20. Отверстие под маслоуказатель используется для заливки масла. Слив масла производится через сливное отверстие, закрываемое пробкой21. К корпусу редуктора1крепятся съемные лапы22. Набор прокладок23и24.
Охлаждение редуктора с помощью крыльчатки. Улучшению теплоотвода способствуют ребра25, отлитые заодно с корпусом.
Основной способ смазки червячного зацепления - окунание червяка или колеса в масляную ванну картера редуктора. Масляная ванна должна иметь достаточную ёмкость во избежание быстрого старениямасла и перемещения продуктов износа и осадков в зацепление и опоры валов. При нижнем расположении червяка уровень масла обычно назначают из условия полного погружения витков червяка. Уровень масла при верхнем расположении червяка назначают из условия полного погружения зуба червячного колеса.
В быстроходных червячных редукторах большой мощности применяют циркуляционную смазку. Для контроля уровня масла применяют маслоуказатели . Для заливки масла и контроля пятна контакта используют смотровой лючок или верхнюю крышку редуктора.В нижней части корпуса редуктора устанавливают пробку для слива масла. Через отдушину на крышке смотрового лючка в редукторах типа РЧН или РЧП выравнивают давление воздуха внутри корпуса редуктора по отношению к наружному. В редукторах типа РЧУдля этой цели предусматривается отверстие в щупе маслоуказателя .
Для устранения утечек масла и попадания внутрь редуктора пыли и грязи в сквозных крышкахопор редуктораустанавливают уплотнения. Наиболее часто применяют уплотнения манжетного типа.
2.4. Конструкция опор валов червяка и колеса
Опорами валов червяка и колеса служат подшипники качения. В червячном зацеплении возникают как радиальные, так и осевые усилия, поэтому в опорных узлах используют радиально-упорные подшипники. Способ установки подшипников зависит от длины вала и температурных режимов. Для валов, у которых расстояние между опорами небольшое (до 300 мм ), работающих при небольших перепадах температуры, применяют установку подшипников – «враспор» (см. рисунок 6, а ). При этом торцы наружных колец подшипников упираются в торцы подшипниковых крышек, а торцы внутренних колец - в буртики вала.
Если расстояние между опорами вала большое (300 мм ), то одна из опор выполняется фиксирующей, а другая плавающей (см. рисунок 6, б ). Фиксирующая опора (левая) может быть образована из двух радиально-упорных подшипников, воспринимающих двухсторонние осевые усилия. Плавающая опора (правая) реализуется радиальным шарикоподшипником с незакрепленным наружным кольцом. При возникновении теплового удлинения вала, плавающий подшипник может свободно перемещаться в корпусе.
Вал червячного колеса обычно имеет небольшую длину. Поэтому в опорах устанавливают по одному радиально-упорному подшипнику. Их устанавливают «враспор».
а)
б)
Рис.6. Конструкция опор валов червяка и червячного колеса
2.5. Корпуса червячных редукторов
В серийном производстве корпуса червячных редукторов изготовляют литыми из серого чугуна, иногда из стали или алюминия. Корпуса выполняются двух типов: разъемные и неразъемные. Разъемные корпуса (см. рисунок 7) состоят из собственно корпуса 1 и крышки 2 , соединенных с помощью стяжных болтов 3 .
Корпуса относительно небольших червячных редукторовс межосевым расстоянием до 100 мм изготавливают чаще всего без разъёма (типРЧУ40….РЧУ100). Редукторы с межосевым расстоянием 125 мм и более имеют обычно корпуса с разъёмом по оси червячного колеса.
Крышку и корпус редукторов обычно изготавливают из серого чугуна или из алюминиевого сплава АЛ-3.
Для исключения сдвига крышки относительно корпуса устанавливают два штифта 4 . Плоскость разъема располагается горизонтально и проходит по оси вала колеса.
При сборке редуктора плоскость разъема смазывается пастой «герметик» или лаком, для устранения утечек масла, залитого в корпус. Использование прокладок в плоскости разъема не допускается. Сборка червячного колеса в корпусе осуществляется при снятой крышке.
Рис.7. Корпус червячного редуктора
Отверстия под подшипники червяка и вала колеса закрываются торцевыми подшипниковыми крышками. Торцевые крышки бывают глухие 5 и сквозные 6 и крепятся к корпусу болтами 7 . В сквозной крышке имеется отверстие для прохода наружу выходного конца вала. Между отверстием в крышке и выходным концом вала всегда есть зазор. Чтобы через этот зазор не вытекало масло, и не проникали внутрь извне пыль и грязь, крышки снабжаются уплотнительными устройствами 8 . Чаще всего применяют манжетные, сальниковые или лабиринтные уплотнения.
Для подъема и перемещения редуктора служат специальные приливы 9 , расположенные на крышке корпуса.
В неразъемных корпусах размеры посадочных диаметров торцевых крышек подшипников вала колеса делаются больше наружного диаметра колеса. Это позволяет вставлять (или извлекать) червячные колеса внутрь корпуса через отверстия, выполненные для торцевых крышек.
2.6. Регулирование подшипников и червячного зацепления
Наличие зазоров в подшипниках обеспечивает легкое вращение вала, а отсутствие их увеличивает сопротивление вращению.
Регулирование радиально-упорных подшипников с коническими роликами состоит в том, чтобы получить оптимальный зазор между роликами и кольцами, при котором не наблюдается «болтанки» нагруженных колец подшипников (детали ударяются друг о друга, что может вызвать поломку подшипников). Величина указанного зазора нормирована и называетсяосевой игрой , т.е. величина перемещения червяка в осевом направлении при плотно подтянутых крышках подшипников.
Регулирование производится набором прокладок23и24(рисунок 5), устанавливаемых под фланец крышек подшипников. Для этой цели применяют набор тонких металлических прокладок (толщиной 0,1 мм ). Удобно производить регулирование набором прокладок разной толщины.
Существует два способа установки подшипников качения при насадке их на вал – червяк:враспор и сплавающей опорой .
Враспор подшипники червяка устанавливают при межосевом расстоянии у червячной передачи до 160 мм , когда расстояние между опорами (подшипниками) будет относительно небольшим. При этом на каждую опору устанавливают по одному радиально – упорному подшипнику7(рисунок 5).
При работе редуктора червяк и другие детали нагреваются, удлиняются (расширяются). Однако, благодаря небольшой длине червяка, его удлинение обычно получается меньше осевой игрыв подшипниках. Поэтому заклинивание подшипников не происходит и червяк может свободно вращаться при установке подшипников враспор.
Осевая сила F a (рисунок 5) на червяке изменяет направление на противоположное в зависимости от изменения направления вращения червяка. При этом один подшипник воспринимает осевую силу F a в одном направлении, а другой – в противоположном. Сила F a с червяка4передается последовательно на внутреннее кольцо подшипника, ролик (тело качения) и наружное кольцо подшипника7, а затем на крышку подшипника9, болт11и окончательно воспринимается корпусом редуктора1.
С плавающей опорой подшипники червяка устанавливают при межосевом расстоянии червячной передачи больше 160 мм , когда расстояние между опорами и длина червяка имеют большие размеры. В этом случае в опоре1устанавливают два радиально – упорных подшипника (рисунок 8) враспор.При этом осевую силу F a подшипники воспринимают так же, как описано выше. Один при действии силы F a в одном направлении, другой – в противоположном.
Рис.8. Установка червяка в опорах; опора 2 – плавающая
В опоре 2 устанавливают один радиальный подшипник, который крепится на червяке неподвижно (посадка с натягом), а в корпусе устанавливается с зазором и может перемещаться в осевом направлении на величину удлинения (укорочения) вала. Это перемещение «плавание», и предохраняет подшипники в опоре1от заклинивания.
Регулирование червячного зацеплениясостоит в том, чтобы установить червячное колесо симметрично относительно вертикальной оси червяка. Это достигают путем перемещения червячного колеса6с валом5(рисунок 5), в осевом направлении за счет подбора и распределения тонких металлических регулировочных прокладок24.
На рисунке9,а и9,в показано неправильно отрегулированное червячное зацепление,что можно понять по различной толщине прокладок и ,по смещенным пятнам контакта в червячном зацеплении и по смещению плоскости симметрии В – В червячного колеса относительно оси червяка. Червячное зацепление будет считаться правильно отрегулированным, если при прокручивании червяка с нанесенной на его витки гуашью, на рабочих поверхностях зубьев червячного колеса останутся пятна гуаши, симметричные относительно плоскости симметрии В – В (рисунок 9, б ).
Следует отметить, что при неправильной регулировке червячного зацепления зубья червячного колеса будут изнашиваться неравномерно и в результате это приведет к значительному уменьшению срока службы червячного редуктора.
Рис.9. Регулирование червячного зацепления
2.7. Размеры червячного редуктора
Червячный одноступенчатый редуктор характеризуется следующими размерами:
Габаритные размеры: длина L , ширина B , высота H .
Размеры присоединительных поверхностей: расстояние от осей быстроходного h б и тихоходного h т валов до базовой опорной поверхности; длины L б и L т выступающих концов соответственно быстроходного и тихоходного валов; диаметр d 0 и координаты C 1 и C 2 между осями отверстий для крепления редуктора к раме или плите; размеры базовых опорных плоскостей β 1 и β 2 .
Основные расчетные размеры: ширина червячного колеса b 2 ; длина нарезанной части червяка b 1 ; наружный диаметр червячного колеса d ам2 .
3. Описание объекта исследования, приборов и инструментов
Объектами исследования изучения являются червячные редукторы с горизонтальным расположением червяка сверху или снизу относительно червячного колеса.
В редукторах должна быть вырезана часть корпуса так, чтобы обеспечить доступность нанесения гуаши на витки червяка и видимость пятен гуаши, оставшихся на зубьях червячного колеса после взаимодействия их с витками червяка.
Для выполнения разборки и сборки редукторов, необходимо иметь, следующие инструменты и принадлежности: отвертку ручную, ключ торцовый изогнутый, съемник специальный для съема с вала кольца пружинного, щуп № 4, микрометр МКО 25 мм , индикатор, гуашь, штангенциркуль, кронциркуль, мел.
4. Методика выполнения исследований, и обработка результатов
4.1. Основные правила по технике безопасности
При отвинчивании винтов, крепящих крышки подшипников, и болтов, стягивающих части корпуса, редуктор не должен перемещаться по столу.
Перед измерением червяка и червячного колеса их сборочные единицы должны укладываться на специальные подставки.
4.2.Разборка и сборка редуктора (рисунок 5)
Рукой илиключом гаечнымвыверните отдушину20 маслоуказателем 19 ивыньте их из корпуса редуктора.
Припомощиотвертки открутите винты и снимитекожух17крыльчатки 16.
Отверткойослабьте винт15(3… 5 оборотов), крепящий на червяке крыльчатку16, и снимите ее вместе с винтом.
Ключом торцовым изогнутымотверните болты3, крепящие крышку корпуса2, и снимите ее. Если крышка находится внизу и является дном корпуса редуктора, то редуктор поверните на 180 0 . Один из студентов должен крепко удерживать его в перевернутом положении, а другой – отвернуть болты и снять крышку. После этого редуктор снова поставьте на лапы22.
Специальным съемником снимите с вала 5пружинное кольцо 18и выньте вал из ступицы червячного колеса 6.
Ключом торцовымизогнутым отверните болты 12, крепящие стаканы 10. С помощью отвертки, вставляя ее в зазоры между фланцами стаканов и корпусом редуктора, выньте стаканы из корпуса редуктора. Внутренние кольца подшипников8остаются на ступице червячного колеса.
Через проем в корпусе редукторавыньте червячное колесо. Если проем находится внизу, то осторожно поднимайте редуктор вверх, при этом червячное колесо выпадет из корпуса редуктора на стол. Соблюдайте осторожность при выполнении этой операции. Поставьте редуктор лапами на стол.
Ключом торцовым изогнутымотверните болты11, крепящие крышки подшипников9, выньте их и вал-червяк4с подшипниками 7 из корпуса редуктора. Подшипники с червяка не снимайте.
Редуктор разобран, лапы остались присоединенными к корпусу редуктора. Детали разложены в порядке отсоединения их. Это облегчит сборку редуктора.
Сборка редукторавыполняется в обратной последовательности.
4.3.Регулирование подшипников
Регулирование радиально – упорных подшипников,насаженных на червяк, выполняют следующим образом (рисунок 5).
Установите крышки9 подшипников червяка без прокладок 23 и закрепите их двумя болтами по диагонали. Можно прижать однуиз крышек рукой. При этом образуется зазор между корпусом редуктора и фланцем крышки, равный толщине комплекта прокладок2δ. Измерьте этот зазор щупом.
Подсчитайте величину зазора по сумме лепестков щупа, вошедших в указанный выше зазор. Приплюсуйте к этому зазору величину осевой игры , которая для подшипников с внутренним диаметром20… 50 мм равна = 0,05…0,1 мм . Наберите комплект регулировочных кольцевых прокладок23по толщине равной сумме . Толщину комплекта прокладок измеряйте микрометром.
Разделите набранный комплектпрокладок примерно на две равные части, установите их на крышки подшипников, поставьте крышки с прокладками в гнезда подшипников и закрепите болтами11с корпусом редуктора.
Повращайте рукой червяк.Если он свободно вращается, то можно считать, что сборка выполнена правильно.
Определите, находится ли осевая игра в рекомендуемых пределах.
Измерьте величину осевой игры.Делается это так. Сместите рукой червяк в осевом направлении в сторону, где он не выходит из редуктора. Возьмите штатив с укрепленным на нем индикатором.Измерительный конец наконечника индикатора поставьте к выступающему торцу червяка. Поворотом шкалы индикатора совместите стрелку с нулем. Сместите червяк(в обратном направлении) в сторону измерительного наконечника индикатора. По отклонению стрелки определите осевую игру. При правильно отрегулированных подшипниках, она должна находиться в пределах = 0,5… 0,1 мм .
Подшипники8, установленные на валу червячного колеса, регулируют так же.
4.4. Регулирование червячного зацепления
При сборке редуктора (рисунок 5), установите на каждый стакан10по неравному количеству прокладок24(комплект их подобран при регулировке подшипников и добавлять к нему или убирать из него прокладки нельзя), поставьте стаканы с прокладками в гнезда и соедините их болтами12с корпусом редуктора.
Повращайте червяки через вырез в корпусе редуктора установите, какой боковой поверхностью витки червяка контактируют с зубьями червячного колеса. На эти поверхности двух-трех витков червяка кисточкой нанесите тонкий слой гуаши.
Плавно вращайте червякв том же направлении, какое было принято выше. Через вырез в корпусе редуктора наблюдайте за появлением на боковой поверхности зубьев червячного колеса пятен гуаши. Из-за неравномерного намазывания гуаши на витки червяка первые пятна могут быть искаженными, поэтому следует учитывать пятна гуаши на втором – третьем зубе и далее. Они должны быть такими какна рисунке 9, а, в.
Выньте стакан с прокладками, сотрите гуашь с витков червяка и зубьев колеса.
Разделите комплект прокладок на две равные части, установите их на стаканы, поставьте стаканы в гнезда корпуса редуктора и проделайте повторно работу по регулировке червячного зацепления (см. выше). Если следы гуаши будут симметричны относительно зуба червячного колеса (рисунок 9, б ), то зацепление отрегулировано правильно.
Протрите витки червяка и зубья червячного колеса,соберитередуктор.
Если следы контакта будут смещены вправо или влево от середины зуба (рисунок 9, а , в ), то определите, с какой стороны надо переставить часть прокладок на другую сторону, чтобы отрегулировать зацепление.
4.5. Произвести измерения:
Определить число заходов червяка Z 1 . Отметив мелом один зуб на червячном колесе, вращая его, посчитать число зубьев Z 2 ;
Измерить шаг червякар , мм (рисунок 10);
Измерить диаметр вершин червяка , мм (рисунок 10);
Измерить длину нарезанной части червяка b 1 ширину венца колеса b 2 , мм .
4.6. Произвести расчеты:
Определить передаточное число редуктора
Рис.10. Геометрические параметры червяка и червячного колеса
полученную величину m согласовывают с ближайшим стандартным значением: m = 2; 2,5; 3,15; 4; 6,3; 8; 10; 12,5 мм ;
Определить коэффициент диаметра червяка q из формулы:
где d 1 – делительный диаметр червяка, мм ,
отсюда коэффициент диаметра червяка q
полученную величину q согласовывают с ближайшим стандартным значением: q = 8; 10; 12,5; 16; 20;
Межосевое расстояниеа, мм
делительные диаметры:
диаметры окружностей вершин:
диаметры окружностей впадин:
5. Содержание и оформление отчета
5.1. Титульный лист.
5.2. Цель работы.
5.3. Кинематическая схема редуктора.
5.4. Отразить способ установки подшипников качения на вал-червяк – (враспор, плавающая опора).
5.5. Результатыизмерений и вычислений: таблицы А1,А2 (приложение А)
6. Вопросы для самоконтроля
1.Каково назначение червячной передачи?
2.Перечислите достоинства и недостатки червячной передачи.
3.Назовите материалы для изготовления червяка и червячного колеса.
4.Когда применяют редуктор с нижним расположением червяка, с верхнем расположением червяка?
5.Чем вызвано редкое использование редуктора с вертикальнымрасположением вала червячного колеса или червяка?
6.Как осуществляется смазка редуктора с нижним расположением червяка; с верхним расположением червяка?
7.Перечислите детали и узлы из которых состоит червячный редуктор.
8.Как осуществляется охлаждение редуктора?
9.Для чего необходимо наличие зазора в подшипниках?
10.Чем вызвана необходимость регулирования зазора в подшипниках?
11.Дайте определение понятия «болтанки».
12.Дайте определение понятия «осевой игры».
13.Как производится регулирование зазоров подшипников в редукторе?
14.Укажите способы установки подшипников качения на вал-червяк.
15.Чем вызвана необходимость установки подшипников качения враспор; с плавающей опорой?
16.В чем заключается регулирование червячного зацепления?
17.К чему ведет неправильно отрегулированное червячное зацепление?
18.Опишите порядок разборки и сборки червячного редуктора.
19.Дайте определение понятия «передаточное число».
20.Как определяется модуль червячной передачи?
21Как определяется коэффициент диаметра червяка q ?
22.Как определяется угол подъема винтовой линии червяка γ?
23.Как определяются основные геометрические параметры червяка и червячного колеса?
24. Почему уровень масла при нижнем расположении червяка должен ограничиться центром тел качения подшипников?
25. Почему с понижением жесткости подшипников в опорах и при наличии зазора в подшипниках повышаются динамические нагрузки в передаче?
26. Чем обусловлено различное расположение червяка относительно червячного колеса? Начертите схемы расположения и объясните их особенности.
27. Почему венцы червячных колес изготавливаются из бронз?
28. Назначение и области применения червячных редукторов.
29. Достоинства и недостатки червячных передач в сравнении с зубчатыми.
30. Что такое число витков (заходов) червяка?
31. Что такое модуль зацепления и как его замерить на червяке?
32. Чему равна полная высота зуба в модулях?
33. Трение в червячных передачах и способы борьбы с ним.
34. Материалы червяка и червячного колеса.
35. Конструкция червячных редукторов.
36. Регулировка червячного зацепления по пятну контакта.
37. Регулировка зазоров в подшипниках червячных редукторов.
38. Способы увеличения теплоотдачи при работе редуктора.
39. В чем заключаются достоинства и недостатки червячных передач по сравнению с зубчатыми передачами?
40. Как производится регулировка положения червячного колеса относительно червяка при сборке редуктора?
7. Список использованных источников
1. Иванов М.Н. Детали машин. Учебник для машиностроительных специальностей вузов / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов . – М.: Высшая школа, 2002. – 408с.
2. Гузенков П.Г. Детали машин. Учебник для вузов / П.Г. Гузенков. – М.: Высшая школа, 1986. –395с.
3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т. 2. - 5-е изд., перераб . и доп. – М.: Машиностроение, 1980. – 559с.
Приложение А (обязательное)
Таблица А1. Замеренные параметры червячного редуктора
|
Параметры |
Единица измерения |
Обозначение |
Значение |
|
Число заходов червяка |
шт. |
||
|
Число зубьев червячного колеса |
шт. |
||
|
Шаг червяка |
мм |
||
|
Диаметр окружности вершин червяка |
мм |
||
|
Длина нарезанной части червяка |
мм |
||
|
Ширина венца колеса |
мм |
Таблица А2. Рассчитанные параметры червячного редуктора
|
Параметры |
Различные устройства и механизмы для трансформации крутящего момента и изменения его направления используются с древних времён, но только современные редукторы способны справляться с теми нагрузками, которые необходимо преобразовывать человеку в 21 веке. Червячный редуктор является одним из таких «приспособлений» используемых для изменения передаточного числа вращения вала.
Данное устройство имеет достоинства и недостатки, но по сравнению с деревянными шестернями используемыми в Древнем Египте для орошения полей, червячный редуктор является совершенным устройством, во всех отношениях.
Преимущества червячных редукторов
Среди преимуществ этого механизма по трансформации крутящего момента можно выделить следующие достоинства:
Высокое передаточное число
Червячный редуктор позволяет передавать крутящий момент с соотношением до 1000/1, что практически невозможно реализовать при других технических решениях.
Компактность
Червячный одноступенчатый редуктор имеет небольшие габариты, поэтому данный механизм и двигатель могут быть объединены в одном корпусе.
Бесшумность
В сравнении с другими редукторами, червячный механизм производит меньший уровень шума во время работы.
Плавность хода
Передача крутящего момента посредством червячного редуктора, позволяет добиться идеальной плавности хода подключённых к данному устройству механизмов.
Отсутствие обратного хода
Если передаточное число червячного редуктора превышает значение 35/1, полностью отсутствует эффект «обратного хода». Ведущее колесо в этом случае невозможно провернуть и при небольшом угле подъёма червяка. Если данный показатель будет слишком мал, то блокировка обратного хода произойдёт и при меньшем передаточном соотношении.
Недостатки червячных редукторов
Данный механизм имеет и недостатки, которые накладывают значительные ограничения на использование червячной передачи, если мощность агрегата превышает 60 кВт. К недостаткам редуктора этого типа относятся:
Низкий КПД
В сравнении с другими устройствами по трансформации крутящего момента, КПД червячного редуктора значительно ниже, поэтому там, где не требуется высокая плавность хода и низкий уровень шума, данные механизмы не применяются по экономическим соображением.
Нагрев
Несмотря на то, что червячная передача находится в рабочей смазке в течение всего срока эксплуатации, все равно происходит значительный нагрев в результате трения металлического червяка и ведомой шестерни.
Особенно сильно этот нежелательный эффект проявляется, если мощность агрегата превышает 16 кВт.
Невозможно применить данную конструкцию, если мощность передаваемого крутящего момента слишком велика
Особенности конструкции, а также низкий КПД не позволяют использовать данное устройства для мощных установок. Наиболее распространённые механизмы, в которых реализованный способ червячной передачи крутящего момента не превышает значения 15 кВт.
Большой люфт между валами
Данная проблема проявляется при значительном износе червячного привода и имеет большее значение, чем в других видах передаточных механизмов.
Виды червячных редукторов
Червячные редукторы могут существенно отличаться в зависимости от области применения механизма.
Основные отличия, которые могут использоваться в конструкции:
- Разное число заходов;
- Материал детали;
- Направление резьбы;
- Профиль резьбы;
- Типами применяемого винта.
Данные отличия могут присутствовать в различных сочетаниях. Какие виды червячных редукторов использовать решает инженер на стадии проектирования и разработки устройств и механизмов, использующих такие типы передачи крутящего момента.
Проектирование червячного редуктора
Смастерить червячный редуктор своими руками практически невозможно. Расчёт червячного механизма должен осуществляться квалифицированным специалистом. Когда чертёж будет сделан, все детали по нему изготавливаются только из материалов надлежащего качества, иначе зубчатый механизм может выйти из строя после непродолжительной работы. Сборка червячного редуктора, также должна осуществляться опытным мастером. Несоблюдение этого правила может значительно снизить эксплуатационный ресурс детали, ведь кроме правильной установки валов, понадобится тщательная регулировка червячного механизма.
Если необходимо применение червячного редуктора для того чтобы установить самодельный механизм по передаче крутящего момента, то в это случае лучше использовать уже готовые б/у изделия от техники, в которой используется подобный вид передачи крутящего момента. В том случае, когда осуществляется самостоятельная разработка новых устройств, которые будут запатентованы, проектирование червячного редуктора следует заказать в конструкторском бюро, занимающемся подобными разработками.
Принцип работы
Основой всего передаточного механизма является червеобразный ведущий винт, в «честь» которого данные типы редукторов и получили своё название. Червячный винт взаимодействует с шестерней, осевой вал которой расположен под прямым углом. В результате такой сцепки происходит трансформация высокой скорости вращения входного вала с низким крутящим моментом, на вращение выходного вала с небольшой частотой, но значительно большим усилием. Компоновка червячного редуктора может быть различной. Если вал червячного редуктора вращается со скоростью ниже 5 м/с, то червяк располагается снизу, если скорость выше — то устанавливается редуктор с верхним червяком.
Большинство механизмов этого типа используются с одной передаточной ступенью, но иногда для регулирования соотношения может применяться двухступенчатый червячный редуктор.
Если скорость вращения вала более 10 м/с подшипники и гипоидные передачи должны смазываться под давлением. Если мотор тихоходный, то достаточно естественной циркуляции масла при вращении передачи.
Масло для червячных редукторов должно быть высокой вязкости, иначе процесс износа наиболее нагруженных частей редуктора значительно ускорится.
Ремонт редуктора
Несложный ремонт червячного редуктора можно осуществить собственными силами. Если мотор и привод объединены в одном корпусе, то следует аккуратно разобрать механизм.
Часть общего картера, в которой находится привод, также подлежит разбору. Если конструкция червячного привода изготовлена под высокоскоростной мотор, то, прежде чем приступать к разбору редуктора, необходимо слить трансмиссионное масло из корпуса.
В редукторе этого типа применяются высококачественные подшипники, поэтому наиболее часто необходимость ремонте возникает если шестерня и червяк изношены свыше предельных значений. Рабочая пара всегда подлежит одновременной замене на полный ремкомплект, который прежде чем поступить в торговую сеть, должен быть правильно подобран и испытан на специальном стенде.
Если износ червячной пары незначительный, то зазор можно ликвидировать, используя специальные шайбы-прокладки на ведомом валу.
Конструкция червячного редуктора также позволяет осуществить регулировку зацепления шестерни с червяком без разбора корпуса. Для этой цели используется болт, который встроен в корпус. Если имеется чертёж устройства, то можно без труда определить, где шестерня регулируется. Если чертёж отсутствует, то косвенным признаком регулировочного болта, будет наличие на нём контргайки, которая используется для фиксации отрегулированного зазора между червяком и зубчатым колесом. Крайне редко подшипники редуктора требуют замены. Обычно привод оснащается качественными шарикоподшипниками, которые не требуют замены или ремонта в течение всего эксплуатационного срока детали. Подшипники могут быть испорчены только в том случае, когда привод долгое время использовался без смазки или с применением некачественных смазочных материалов.
Профессиональные механики, а также инженеры занимающимися проектированием такого вида редукторов, не рекомендуют использовать червячный привод, если передаваемая мощность превышает 200 кВт. Конструкция червячного редуктора не позволяет справляться с таким нагрузками, по причине чрезмерного нагрева во время работы. Если мощность устройства находится в диапазоне от 60 до 200 кВт, то в этом случае также необходимо разработать чертёж, на котором будут обозначены принудительное охлаждение масла, и правильный подбор материалов, из которых будет изготовлены червяк и шестерня передаточного механизма.
Кинематическая система устройства должна быть изображена таким образом, чтобы вращение ведомого зубчатого колеса было расположено под прямым углом к вращению входного вала червяка. Также необходимо сделать точное описание каждой детали, которая используется в передаточном механизме. Подшипники следует также указать на схеме, а чертёж должен отображать диаметр посадочного места для них.
Работа червячного редуктора возможна в любых погодно-климатических условиях, но при эксплуатации устройства в северных районах страны, необходимо использовать специальные масла и смазочные материалы, которые не застывают при низких температурах.
Червячный редуктор — малогабаритный тихоходный механизм, поэтому если необходимо сэкономить рабочее пространство при значительном показателе передаточного соотношения, то данный агрегат будет вне всякой конкуренции среди других моделей редукторов.
1723 ПросмотровЧервячный редуктор нередко считается важною деталью не только в сфере производства автомобилей. Червячная передача считается важной деталью везде, где требуется увеличить крутящий момент и уменьшить количество вращений привода. Такой механизм используется для привода ворот, подъемников, станков для обработки металлов, дерева и других подобных устройств. Практически каждый человек видел червячный редуктор, иногда даже не подозревая об этом.
Дело в том, что нередко такой механизм привода прячут в корпус, чтобы механизм не забивался пылью и прочим мусором, и это существенно продлевает срок службы механизма. Червячный редуктор так часто используется по причине того, что коэффициент полезного действия этого механизм очень высок. Такой механизм может иметь как маленькие размеры, так и большие.
Из-за своих небольших размеров чаще всего червяная передача применяется в производстве автомобилей. Каждый преобразователь имеет свое передаточное число. Такое число зачастую указывается на упаковке прибора, либо на самом корпусе.
Преимущества
- Первым и основным преимуществом в техническом плане считается то, что червячный редуктор имеет небольшие размеры и считается малогабаритным относительно винтового цилиндрического редуктора.
- Вторым немаловажным преимуществом является то, что такой редуктор способен работать с коэффициентом 1 к 110, в особых случаях достигается и большая производительность с небольшим количеством внутренних элементов. Такого коэффициента не удавалось достигать ни одному виду передачи энергии. К примеру, чтобы достичь такого коэффициента в корпусе винтового цилиндрического редуктора, потребуется трехступенчатый механизм. Однако такие показатели выдает редуктор червячный одноступенчатый.
- Третьим безусловным плюсом считается простота конструкции и дешевизна. Благодаря тому, что червячный тип вала имеет специальные зубья, он работает практически без шума при стандартизированной смазке и должном уходе.
- Существует еще один плюс червячной передачи – это стандартизация производства.
- Также во время такой передачи не создается лишних толчков, из-за чего увеличивается плавность хода и срок службы.
- Еще одним положительным моментом считается необратимость (самоторможение). Во время этого явления при остановке червячного вала, тот вал, который вращался благодаря червячному валу, тоже останавливается без возможности вращаться.
Недостатки
Помимо достоинств также есть и недостатки, которыми обладает червячная передача.
- Основным из них является низкий коэффициент полезного действия с увеличением передаваемой мощности. Здесь выигрышное положение занимают винтовые цилиндрические редукторы.
- Вторым недостатком считается нагрев корпуса. Дело в том, что коэффициент низкий, а передать нужно много, энергия превращается в тепловую энергию и передает ее на корпус. Из-за того, что корпус винтового редуктора нагревается, на нем располагаются такие же ребра, как и на корпусе батарей отопления. Некоторые механизмы оснащаются дополнительной функцией циркуляции масла в корпусе.
К сведению, этот минус относится к тем механизмам, которые передают большую мощность.
Небольшие червячные редукторы также работают только с маслом.
- Еще одним минусом считается то, что таким преобразователям можно передавать определенное количество мощности. Однако существуют глобоидные червячные редукторы, которые применяются для лифтов и подъемных механизмов. Исходя из этого, глобоидные устройства не имеют такого недостатка.
- Также недостатком считается то, что его ресурс очень низок относительно цилиндрического редуктора.
Разновидности
Существует несколько спецификаций передачи энергии, хотя все они имеют что-то общее.
- Первая спецификация – это червячно цилиндрический редуктор. В корпусе такого типа ведомый и ведущий валы находятся параллельно.
- Второй тип спецификации – это конический, в нем оси валов пересекаются.
- Третий вид - это простой червячный редуктор в его корпусе оси пересекаются.
- Также есть еще один вид, он включает в себя и зубчатый и червячный вид соединения, такой тип называется комбинированным.
- Червячный мотор редуктор - это также отдельный вид. Такой тип приводится в движение с помощью электрического двигателя.
Приводы для каждого устройства свои.
К сведению, существует также червячно реечная передача. Такой тип передачи способен передавать энергию только с вала на рейку, обратно процесс невозможен из-за того, что червячно реечная передача обладает самоторможением.
Эта система обладает меньшим коэффициентом полезного действия, но, не смотря на это, такая передача используется чаще, чем передача зубчатое колесо-рейка. Этот тип передачи обладает большей плавностью хода из-за отсутствия реверсивных колес.
Несмотря на то, какая система была выбрана, она в любом случае должна обрабатываться обычным машинным маслом. В качестве смазки чаще всего используется обычное машинное масло. Для того, чтобы механизм не пришел в негодность, необходимо не только добавлять обычное масло, но и следить за подшипниками и другими механизмами. Также привод вращения получает свой собственный вид прибора. Существует еще рулевой редуктор, который используется, чтобы было легче вращать рулевое колесо.
Строение
Несмотря на разновидности, преобразователь энергии имеет основные детали.
- Главной деталью каждого редуктора является корпус, он защищает от попадания различного мусора в шестерни и оберегает шестерни от преждевременного износа.
- Второй деталью можно считать червячный вал. Есть такие же детали как шестерни.
- Существует еще одна важная деталь – масло, которое смазывает всю систему.
Перед тем как покупать любое устройство нужно произвести расчеты и получить определенные числа, которые покажут прибор с какими характеристиками нужно купить. Все детали бывают различных размеров, стоит отметить, что от размера одной детали (например, гидравлического привода) зависит размер всей системы.
К сведению, существует одноступенчатый, двухступенчатый, трехступенчатый и многоступенчатый цилиндрически редуктор. Все они отличаются друг от друга лишь передаточным отношением.
Чаще всего используется двухступенчатый преобразователь по причине того, что одноступенчатый передает недостаточно энергии, а трехступенчатый с избытком. Также каждый вид имеет отдельное обозначение на чертеже. Во время обозначения используются все данные. Для того, чтобы правильно отразить устройство на схеме, нужно знать все его характеристики и обозначения.
Расчеты для лучшего выбора
Прежде чем выбрать для себя лучшее устройство, потребуется произвести некоторые расчеты. В первую очередь лучше произвести расчеты, с помощью которых определится требуемая мощность. Это называется кинематическим расчетом, такой расчет нужен, чтобы определить, какое устройство потребуется для определенных действий.
После произведения кинематических расчетов и получения определенных чисел, нужно приступать к расчету червячной передачи. Перед тем, как начинать производить расчеты, потребуется определить требуемую плотность и другие физические свойства шестерен. После того, как были получены конечные числа, нужно выбирать устройство, исходя из показаний расчетов. Такими расчетами подсчитывается передаточное число устройства. Также расчетам подвергается передаточное отношение устройства. Только после того, как будет известна вся требуемая информация (передаточное отношение, передаточное число, мощность и другие важные показатели), можно идти за прибором.
Рулевое управление
Он используется в автомобиле не только в мостах, но и в рулевой системе. На самом деле жидкостный рулевой редуктор – это старейшая система, которая прошла множество изменений, но технический принцип ее остался общим.
Рулевой редуктор в автомобиле служит для того, чтобы было легче крутить руль даже на автомобиле без усилителя руля.
Рулевой редуктор имеет ряд преимуществ, главным из которых является большое отношение передачи энергии. Можно сказать, что к достоинствам относится низкий шум работы редуктора и плавность хода. Рулевой редуктор также обладает и недостатками, главным из которых является быстрый износ цепного механизма и обильное выделение тепла. Приводом для рулевого преобразователя энергии служит рулевое колесо.
Система смазки редуктора
Каждый такой агрегат автомобиля имеет систему смазки. Масло под давлением подает на подшипники и цепной механизм. Помимо своей прямой обязанности система смазки охлаждает и выносит лишние элементы износа из корпуса редуктора, которые смогут привести в негодность цепные шестеренки. Эти элементы выходят из системы с маслом и задерживаются фильтром.
Чтобы масло не смогло вытекать из корпуса редуктора, требуются специальные сальники. Специальные сальники в автомобиле есть не только в этой системе. Эти сальники есть везде, где требуется герметичность. Для того, чтобы сальники создавали герметичность, сальники нужно правильно установить. Замена сальников является такой же сложной процедурой, как и ремонт редуктора. Первой причиной того, что требуется заменить сальники, является след масла на корпусе.
В завершении
Прочитав эту статью, можно узнать о том, какие редукторы лучше, как за ними правильно ухаживать. Подробно описаны сальники и то, для чего сальники необходимы в системе, их характеристики, тепловые процессы, происходящие в корпусе, каждая классификация червячных передач, преимущества и недостатки каждой из них.
О том, что влияет на износ шестерней, о существования преобразователя с двигателем, в котором электромотор приводит в действие редуктор, можно узнать, прочитав этот текст. Описание положительных сторон двухступенчатого преобразователя, коэффициенты полезного действия различных типов преобразователей, подробно обо всех деталях, из которых состоит преобразователь, и многие другие факты можно узнать для себя после прочтения всего текста. Также сказано о том, как работает рулевой редуктор, и для чего рулевой редуктор предназначен. Не был забыт и червячно-реечный механизм и все приводы, которые приводят его в движение.
